[實用新型]3D交互式投影鏡頭

有效

• 申請號: 201420177171.7
• 申請日: 2014-04-13
• 公開（公告）號: CN204009207U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 黃林;戴付建
• 申請（專利權）人: 浙江舜宇光學有限公司
• 主分類號: G02B13/18
• 分類號: G02B13/18;G02B13/06;G02B13/00;G02B13/14
• 代理公司: 北京高文律師事務所 11359
• 代理人: 徐江華

技術領域

本實用新型涉及一種由四組透鏡組組成的光學投影系統，尤其是涉及一種可應用于3D交互式系統的投影鏡頭。

背景技術

近幾年來，隨著科技的不斷進步，帶動3D交互設備的逐步興起，投影鏡頭的應用范圍也越來越廣。為了適用于小型化電子設備，投影鏡頭需要在保證小型化的同時，具有足夠的視場角，以在較狹小的場合獲得較大畫面。

傳統的投影鏡頭一般用于成像，通過采用較多的鏡片來消除各種像差，以提高分辨率，但會使投影鏡頭全長變長，不利于小型化；且一般的大視場角投影鏡頭，畸變都會較大，無法滿足高分辨率的要求。如專利號為“CN102879888A”、公開日為“2013.1.16”的實用新型專利，該鏡頭依序具有七片鏡片和一個全反射棱鏡，該鏡頭的鏡片數目和棱鏡位置，決定了該鏡頭尺寸無法進一步縮小，不能滿足小型化的要求。又如在一般的變焦鏡頭中，會將棱鏡置于透鏡組之間以減小透鏡體積，但是該結構無法保證透鏡系統的遠心特性，使得透鏡的邊緣照度較低，無法滿足高分辨率的要求。

但是，3D交互設備主要依靠掩碼經鏡頭投影產生信號，再經成像鏡頭捕捉圖像，進一步通過圖像處理軟件對信息進行提取，從而實現多點觸控、手勢識別等交互功能。因此，投影鏡頭模擬的信號質量對信息提取的精度有著決定性的作用。而紅外波段因其自身的特性，可以濾去可見光的影響，更容易實現信息的提取，達到高分辨率的要求。由此可見，采用紅外投影鏡頭，能夠有效濾除雜散光，提高鏡頭分辨率。

因此，本實用新型提出一種應用紅外波段，并具有大視場角、小畸變且小型化的投影鏡頭。

實用新型內容

鑒于上述問題，本實用新型提出了一種具有大視場角、小畸變且小型化的3D交互式投影鏡頭，并應用紅外波段，達到高分率的要求。其技術方案如下所述：

一種3D交互式投影鏡頭，從成像側至像源側依序包括：

第一透鏡組，僅包含一具負光焦度的第一透鏡，以及一使光路彎曲的反射光學面；

第二透鏡組，僅包含一具正光焦度的第二透鏡，其面向成像側和像源側均為凸面；

第三透鏡組，僅包含一具負光焦度的第三透鏡；

第四透鏡組，具有正光焦度，其包含具光焦度的一枚或多枚鏡片，且最靠近成像側的面為凸面；

所述鏡頭滿足下列關系式：

ImgH/D>0.55

其中，ImgH為像源直徑的一半；D為第一透鏡成像側的面至反射光學面中心位置的垂直高度。

所述鏡頭滿足下列關系式：

-5.0<f3/f<0

其中，f3為第三透鏡的焦距；f為整個投影鏡頭系統的焦距；

所述第三透鏡面向像源側為凹面；

所述第一透鏡組和第二透鏡組之間設置有光闌。

所述鏡頭系統至少有一個面為非球面。

本實用新型采用了四組透鏡，通過鏡片非球面和球面的相結合，及不同的光焦度分配，有效縮小了鏡頭的體積，充分考慮了視場角和分辨率的兼顧性，保證了鏡頭在大視角的情況下具有優良的分辨率，實現了大視場角、小畸變及大孔徑的技術效果，提升了透鏡系統的光學性能。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的投影鏡頭的實施例1的主要結構示意圖；

圖2是實施例1中的軸上色差圖（mm）；

圖3是實施例1中的像散圖（mm）；

圖4是實施例1中的畸變圖(%)；

圖5是實施例1中的倍率色差圖（μm）；

圖6是本實用新型提供的投影鏡頭的實施例2的主要結構示意圖；

圖7是實施例2中的軸上色差圖（mm）；

圖8是實施例2中的像散圖（mm）；

圖9是實施例2中的畸變圖(%)；

圖10是實施例2中的倍率色差圖（μm）；

圖11是本實用新型提供的投影鏡頭的實施例3的主要結構示意圖；

圖12是實施例3中的軸上色差圖（mm）；

圖13是實施例3中的像散圖（mm）；

圖14是實施例3中的畸變圖(%)；

圖15是實施例3中的倍率色差圖（μm）；

圖16是本實用新型提供的投影鏡頭的實施例4的主要結構示意圖；

圖17是實施例4中的軸上色差圖（mm）；

圖18是實施例4中的像散圖（mm）；

圖19是實施例4中的畸變圖(%)；

圖20是實施例4中的倍率色差圖（μm）；